物理學頂級期刊《物理評論快報》（Physical Review Letters ）上在線發表即插即用非絕熱幾何量子門最新研究成果。
量子計算是基於量子力學規律調控量子信息單元進行計算的一種新型計算模型，是當前世界科技前沿的熱點之一。相對傳統的經典計算, 量子計算能更有效解決一些經典計算機難以解決的問題, 但是量子計算也面臨著很大的挑戰: 一方面,在整個計算過程中需要良好的保持量子相干性，而這種相干性會因為量子體系與外部環境的不可避免的相互作用而受到破壞；另一方面,大規模量子計算的實現需要糾正量子程序執行過程中產生的錯誤。常規的量子邏輯門基於對動力學相位的控制，因此對控制噪聲非常敏感。因此，實現高保真度量子邏輯門是實現大規模量子計算的關鍵。
為了解決上述挑戰，研究者們提出了一種新型的量子計算：幾何量子計算。幾何量子計算是利用幾何相位來實現量子邏輯門操作的量子計算策略，其特點是利用幾何相位的整體性質避免某些局域噪聲對量子操作的影響，從而實現高保真度的量子邏輯門。因此，基於幾何相位的量子操控是量子信息處理領域中非常重要的研究課題。
研究者提出了一種可優化的非絕熱和樂量子計算新方案, NHQC+，打破了以往和樂量子計算（基於非對易幾何相位的量子計算）對不同能級的耦合脈衝必須同步、脈衝面積必須固定的嚴格限制,使得幾何量子計算可與優化控制理論相結合，並且大大提高了幾何量子門對系統噪聲魯棒性，為進一步拓展到可結合脈衝整形技術的幾何量子計算提供了可能。新方案NHQC+只需要用一個三能級量子體系就可以實現，相比之前需要應用複雜脈衝序列同時控制四個能級的絕熱和樂量子計算，操作更加簡單，極大的降低了實驗實現的難度。
該方案可以應用到各種量子計算物理實現系統，如超導量子比特，金剛石色心，囚禁離子等平臺。
文章：Plug-and-Play Approach to Nonadiabatic Geometric Quantum Gates
Bao-Jie Liu, Xue-Ke Song, Zheng-Yuan Xue, Xin Wang, and Man-Hong Yung
Phys. Rev. Lett. 123, 100501 – Published 3 September 2019
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